RU2728739C1 - Method of constructing a curve of soil deformation - Google Patents
Method of constructing a curve of soil deformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728739C1 RU2728739C1 RU2020106566A RU2020106566A RU2728739C1 RU 2728739 C1 RU2728739 C1 RU 2728739C1 RU 2020106566 A RU2020106566 A RU 2020106566A RU 2020106566 A RU2020106566 A RU 2020106566A RU 2728739 C1 RU2728739 C1 RU 2728739C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- soil
- modulus
- stamp
- area
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
- E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и предназначено для оперативного построения предполагаемой кривой деформирования грунта и оценки физико-механических характеристик грунтов оснований, используемых для последующего расчета оснований, фундаментов и подземных сооружений.The invention relates to the field of construction and is intended for the operational construction of the expected soil deformation curve and the assessment of the physical and mechanical characteristics of the soils of the bases used for the subsequent calculation of bases, foundations and underground structures.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ построения кривой деформирования грунта по данным лабораторных испытаний образцов грунта на трехосное сжатие [ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости»], включающий лабораторные испытания образцов грунта ненарушенной структуры или нарушенной структуры с заданными параметрами, на трехосное сжатие в стабилометрах до разрушения образцов грунта по консолидированно-дренированной схеме. По результатам нескольких испытаний при различном боковом давлении в камере трехосного сжатия, строят кривые деформирования ε1 = ƒ(σдев), представляющие собой зависимости относительной вертикальной деформации ε1 от девиаторного напряжения σдев, с помощью которых определяют деформационные и прочностные характеристики грунта. При необходимости проводят аппроксимацию полученных кривых деформирования по различным моделям вида σдев = ƒ(ε1) (т.е. девиаторное напряжение σдев изменяется в зависимости от относительной вертикальной деформации ε1 для удобства аппроксимации). Данный способ принят за прототип.The closest method for the same purpose to the claimed invention in terms of a combination of features is a method for constructing a soil deformation curve according to laboratory tests of soil samples for triaxial compression [GOST 12248-2010 “Soils. Methods for laboratory determination of strength and deformability characteristics "], including laboratory tests of soil samples of undisturbed or disturbed structure with specified parameters, for triaxial compression in stabilometers until soil samples fail according to a consolidated-drained scheme. According to the results of several tests at different lateral pressures in the triaxial compression chamber, deformation curves ε 1 = ƒ (σ dev ) are plotted, which are the dependences of the relative vertical deformation ε 1 on the deviatoric stress σ dev , with the help of which the deformation and strength characteristics of the soil are determined. If necessary, the obtained deformation curves are approximated according to various models of the form σ dev = ƒ (ε 1 ) (i.e., the deviatoric stress σ dev changes depending on the relative vertical deformation ε 1 for the convenience of approximation). This method is taken as a prototype.
Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются трудоемкость подготовительных операций и значительные сроки проведения испытаний.The disadvantages of the known method, taken as a prototype, are the complexity of the preparatory operations and a significant test period.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа - проводят испытания грунта, по которым производят графическое построение предполагаемой кривой деформирования грунта.Signs of the prototype, coinciding with the essential features of the proposed method - conduct soil tests, which produce a graphical construction of the expected curve of soil deformation.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - создание способа оперативного построения предполагаемой кривой деформирования грунта, сопоставимой с результатами испытаний на трехосное сжатие, по скорости поверхностной волны, позволяющего снизить трудоемкость подготовительных операций перед испытаниями и сократить сроки проведения испытаний.The problem to be solved by the claimed invention is to create a method for the rapid construction of the expected soil deformation curve comparable to the results of triaxial compression tests, in terms of the surface wave velocity, which makes it possible to reduce the complexity of preparatory operations before testing and to shorten the test time.
Поставленная задача была решена за счет следующего порядка построения кривой деформирования согласно предлагаемому изобретению:The problem was solved by the following order of construction of the deformation curve according to the proposed invention:
1. Проводят полевые испытания образцов грунта методом многоканального анализа поверхностных волн, по результатам анализа строят профиль распределения скоростей поверхностных волн.1. Field tests of soil samples are carried out by the method of multichannel analysis of surface waves, based on the results of the analysis, a profile of the distribution of surface wave velocities is constructed.
2. По скоростям поверхностных волн оценивают удельный вес слоев грунта γ, начальный модуль сдвига G0 при малых деформациях, коэффициент корреляции k между начальным модулем сдвига и модулем деформации, модуль деформации Е, соответствующий модулю деформации для штампа площадью 5000 см2.2. The surface wave velocities estimate the specific gravity of the soil layers γ, the initial shear modulus G 0 at small deformations, the correlation coefficient k between the initial shear modulus and the deformation modulus, and the deformation modulus E corresponding to the deformation modulus for a stamp with an area of 5000 cm 2 .
3. Задают отношение r модуля деформации Е для штампа площадью 5000 см2 к упругому модулю деформации Еупр (максимальный касательный модуль деформации) для штампа площадью 5000 см2 в интервале 0,59-0,86 (рекомендуется при отсутствии данных о величине r предварительно принимать ее значение 0,65) и рассчитывают упругий модуль деформации Еупр по формуле:3. Set the ratio r of the modulus of deformation E for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the elastic modulus of deformation E el (maximum tangential modulus of deformation) for a stamp with an area of 5000 cm 2 in the interval 0.59-0.86 (recommended in the absence of data on the value of r in advance take its value 0.65) and calculate the elastic modulus of deformation E control by the formula:
где Е - модуль деформации грунта для штампа площадью 5000 см2, МПа;where E is the modulus of soil deformation for a stamp with an area of 5000 cm 2 , MPa;
r - заданное отношение модуля деформации Е для штампа площадью 5000 см2 к упругому модулю деформации Еупр для штампа площадью 5000 см2, МПа.r is a given ratio of the deformation modulus E for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the elastic modulus of deformation E control for a stamp with an area of 5000 cm 2 , MPa.
4. Определяют скорость продольной волны Vp при полевых испытаниях или производят ее расчет при динамическом коэффициенте Пуассона νдин, заданном по таблице Г.1 [Прил. Г, СП 23.13330.2018 «Основания гидротехнических сооружений»], по формуле:4. Determine the speed of the longitudinal wave V p during field tests or make its calculation with the dynamic Poisson's ratio ν dyn , specified in table D.1 [App. G, SP 23.13330.2018 "Foundations of hydraulic structures"], according to the formula:
где νдин - заданный динамический коэффициент Пуассона;where ν dyn is a given dynamic Poisson's ratio;
VR - скорость поверхностной волны рэлеевского типа, м/с, определяется по результатам полевых испытаний методом многоканального анализа поверхностных волн;V R is the velocity of the Rayleigh type surface wave, m / s, determined from the results of field tests by the method of multichannel analysis of surface waves;
5. По формулам (3, 4) оценивают удельное сцепление с и угол внутреннего трения ϕ грунта.5. The formulas (3, 4) estimate the specific adhesion with and the angle of internal friction ϕ of the soil.
где ρ - плотность грунта, рассчитывается по величине удельного веса, кг/м3;where ρ is the density of the soil, calculated by the value of the specific gravity, kg / m 3 ;
VR - скорость поверхностной волны рэлеевского типа, м/с, определяется по результатам полевых испытаний методом многоканального анализа поверхностных волн;V R is the velocity of the Rayleigh type surface wave, m / s, determined from the results of field tests by the method of multichannel analysis of surface waves;
Vp - скорость продольной волны, м/с, определяется по результатам полевых испытаний одним из методов, доступных для параллельного выполнения на той же расстановке, на которой выполняется многоканальный анализ поверхностных волн, или рассчитывается по скорости поверхностной волны и заданному динамическому коэффициенту Пуассона;V p - longitudinal wave velocity, m / s, is determined based on the results of field tests by one of the methods available for parallel execution on the same array on which the multichannel analysis of surface waves is performed, or calculated from the surface wave velocity and a given dynamic Poisson's ratio;
6. По результатам испытаний методом многоканального анализа поверхностных волн оценивают бытовое давление σбыт на требуемой глубине по формуле (5) [СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Введ. 2017-06-17. Москва: Минстрой России, 2016. 226 с.]:6. According to the test results by the multi-channel analysis of surface waves, domestic pressure estimate σ life at the desired depth by the formula (5) [SP 22.13330.2016. Foundations of buildings and structures. Enter. 2017-06-17. Moscow: Ministry of Construction of Russia, 2016.226 p.]:
где n - количество слоев грунта до требуемой глубины;where n is the number of soil layers to the required depth;
γi - удельный вес i-го грунтового слоя, кН/м3;γ i - specific weight of the i-th soil layer, kN / m 3 ;
hi - высота i-го грунтового слоя, м;h i - height of the i-th soil layer, m;
7. Выбирают предпочитаемую форму кривой деформирования - гиперболическую или экспоненциальную. Выбор модели определяется личными предпочтениями, т.к. разница между ними минимальна и выражается в разных формах графиков (фиг. 1).7. Select the preferred shape of the deformation curve - hyperbolic or exponential. The choice of model is determined by personal preference, since the difference between them is minimal and is expressed in different forms of graphs (Fig. 1).
8. Рассчитывают предельное девиаторное напряжение σдев,пр по формуле (6) [Plaxis Material Models Manual 2019 [Electronic resource] / R. B. J. Brinkgreve (ed.) et al. 256 p. Access mode: URL: https://www.plaxis.com/?plaxis_download=2D-3-Material-Models.pdf; Wong, K. S. Hyperbolic Stress-Strain Parameters for Nonlinear Finite Element Analyses of Stress and Movements in Soil Masses / K. S. Wong, J. M. Duncan. University of California, Berkeley. Institute of Transportation and Traffic Engineering. Report No. TE-74-3. Berkeley: College of Engineering, University of California, 1974. 90 p.]8. Calculate the ultimate deviatorial stress σ dev, pr according to the formula (6) [Plaxis Material Models Manual 2019 [Electronic resource] / RBJ Brinkgreve (ed.) Et al. 256 p. Access mode: URL: https://www.plaxis.com/?plaxis_download=2D-3-Material-Models.pdf; Wong, KS Hyperbolic Stress-Strain Parameters for Nonlinear Finite Element Analyzes of Stress and Movements in Soil Masses / KS Wong, JM Duncan. University of California, Berkeley. Institute of Transportation and Traffic Engineering. Report No. TE-74-3. Berkeley: College of Engineering, University of California, 1974. 90 p.]
где Rƒ - критерий обрушения, принимается в интервале 0,75-1,0 и обычно задается равным 0,9 для гиперболической кривой деформирования и 1,0 для экспоненциальной кривой деформирования;where R ƒ is the breaking criterion, taken in the range 0.75-1.0 and is usually set equal to 0.9 for a hyperbolic deformation curve and 1.0 for an exponential deformation curve;
с - удельное сцепление, кПа;s - specific cohesion, kPa;
ϕ - угол внутреннего трения, град;ϕ — angle of internal friction, degrees;
σбыт - вертикальное бытовое давление;σ Life - vertical domestic pressure;
9. Выполняют графическое построение предполагаемой кривой деформирования выбранной формы (гиперболическая или экспоненциальная) по одной из формул - (7) [Kondner, R. L. Hyperbolic Stress-Strain Response: Cohesive Soils // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. 1963. Vol. 89, is. 1. P. 115-144] либо (8), предложенной авторами:9. Perform a graphical construction of the expected deformation curve of the selected shape (hyperbolic or exponential) according to one of the formulas - (7) [Kondner, R. L. L. Hyperbolic Stress-Strain Response: Cohesive Soils // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. 1963. Vol. 89, is. 1. P. 115-144] or (8), proposed by the authors:
илиor
где σдев - девиаторное напряжение, МПа;where σ dev - deviatoric stress, MPa;
ε1 - вертикальная осевая деформация, д. ед.;ε 1 - vertical axial deformation, units;
Еупр - упругий модуль деформации по ветви первичного нагружения для штампа площадью 5000 см2, МПа;E ctrl - elastic modulus of deformation along the primary loading branch for a stamp with an area of 5000 cm 2 , MPa;
σдев,пр - предельное девиаторное напряжение, МПа;σ dev, pr - ultimate deviatoric stress, MPa;
ехр - основание натурального логарифма;exp is the base of the natural logarithm;
m1 = Еупр / σдев,пр - скоростной коэффициент первого порядка, равный отношению упругого модуля деформации Еупр для штампа площадью 5000 см2 к предельному девиаторному напряжению σдев,пр.m 1 = E control / σ dev, pr - rate coefficient of the first order, equal to the ratio of the elastic modulus of deformation E control for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the ultimate deviatoric stress σ dev, pr .
10. После построения кривой деформирования рекомендуется проводить аппроксимацию полученной кривой деформирования. Для этого на построенной кривой деформирования отмечают точку линейной аппроксимации модулем деформации Ешт = Е для штампа площадью 5000 см2 с координатами (εшт; σшт), рассчитываемыми по формулам (9, 10).10. After plotting the deformation curve, it is recommended to approximate the resulting deformation curve. For this, on the constructed deformation curve, a point of linear approximation by the deformation modulus E pc = E is marked for a stamp with an area of 5000 cm 2 with coordinates (ε pc ; σ pc ) calculated by formulas (9, 10).
где m1 = Еупр / σдев,пр - скоростной коэффициент первого порядка, равный отношению упругого модуля деформации Еупр для штампа площадью 5000 см2 к предельному девиаторному напряжению σдев,пр;where m 1 = E control / σ dev, pr - rate coefficient of the first order, equal to the ratio of the elastic modulus of deformation E control for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the limiting deviatoric stress σ dev, pr ;
σдев,пр - предельное девиаторное напряжение, МПа;σ dev, pr - ultimate deviatoric stress, MPa;
r - заданное отношение модуля деформации Е для штампа площадью 5000 см2 к упругому модулю деформации Еупр для штампа площадью 5000 см2, МПа;r is a given ratio of the deformation modulus E for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the elastic modulus of deformation E control for a stamp with an area of 5000 cm 2 , MPa;
х - коэффициент, который находится при заданном параметре r путем решения уравнения (11) для гиперболической кривой или (12) для экспоненциальной.x is a coefficient that is found for a given parameter r by solving equation (11) for a hyperbolic curve or (12) for an exponential one.
При предварительно принятом отношении r = 0,65 коэффициент х принимает значение 0,538 для гиперболической кривой деформирования или 0,934 для экспоненциальной кривой деформирования.With the previously adopted ratio r = 0.65, the coefficient x takes on the value of 0.538 for a hyperbolic deformation curve or 0.934 for an exponential deformation curve.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - проводят полевые испытания образцов грунта методом многоканального анализа поверхностных волн; по результатам анализа строят профиль распределения скоростей поверхностных волн; по профилю распределения скоростей поверхностных волн оценивают удельный вес слоев грунта γ, начальный модуль сдвига G0 при малых деформациях, коэффициент корреляции k между начальным модулем сдвига и модулем деформации, модуль деформации Е для штампа площадью 5000 см2; задают отношение r модуля деформации Е для штампа площадью 5000 см2 к упругому модулю деформации Еупр (максимальный касательный модуль деформации) для штампа площадью 5000 см2 и рассчитывают упругий модуль деформации Еупр по формуле (1); определяют скорость продольной волны Vp при полевых испытаниях или производят ее расчет при заданном динамическом коэффициенте Пуассона νдин по скорости поверхностной волны VR по формуле (2); оценивают удельное сцепление с и угол внутреннего трения ϕ грунта по формулам (3) и (4); оценивают бытовое давление σбыт на требуемой глубине по формуле (5); выбирают предпочитаемую форму предполагаемой кривой деформирования - гиперболическую или экспоненциальную; рассчитывают предельное девиаторное напряжение σдев,пр по формуле (6); производят графическое построение предполагаемой кривой деформирования по формуле (7) или (8) в зависимости от выбранной формы кривой деформирования; на построенной кривой деформирования отмечают точку линейной аппроксимации модулем деформации Ешт = Е для штампа площадью 5000 см2 с координатами (εшт; σшт), рассчитываемыми по формулам (9) и (10).Signs of the proposed technical solution, distinguishing from the prototype - conduct field tests of soil samples by the method of multichannel analysis of surface waves; based on the analysis results, a profile of the distribution of surface wave velocities is built; the profile of the distribution of surface wave velocities estimate the specific gravity of the soil layers γ, the initial shear modulus G 0 at small deformations, the correlation coefficient k between the initial shear modulus and the deformation modulus, the deformation modulus E for a stamp with an area of 5000 cm 2 ; set the ratio r of the deformation modulus E for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the elastic modulus of deformation E ctr (maximum tangential modulus of deformation) for a die with an area of 5000 cm 2 and calculate the elastic modulus of deformation E ctr according to the formula (1); determine the speed of the longitudinal wave V p during field tests or make its calculation at a given dynamic Poisson's ratio ν din by the speed of the surface wave V R according to the formula (2); estimate the specific adhesion with and the angle of internal friction ϕ of the soil by formulas (3) and (4); estimate the household pressure σ life at the required depth according to the formula (5); choose the preferred shape of the expected deformation curve - hyperbolic or exponential; calculate the ultimate deviatoric stress σ dev, pr according to the formula (6); produce a graphical construction of the expected deformation curve according to the formula (7) or (8) depending on the selected shape of the deformation curve; the point of linear approximation by the deformation modulus E pc = E for a stamp with an area of 5000 cm 2 with coordinates (ε pc ; σ pc ) calculated by formulas (9) and (10) is marked on the constructed deformation curve.
Предлагаемый способ построения кривой деформирования грунта по скорости поверхностной волны, получаемой неразрушающим методом волнового анализа поверхностных волн, позволяет оперативно и с минимальными затратами оценить геотехническую ситуацию площадок строительства / реконструкции.The proposed method for plotting the soil deformation curve based on the surface wave velocity obtained by the non-destructive method of wave analysis of surface waves makes it possible to quickly and cost-effectively assess the geotechnical situation of construction / reconstruction sites.
Поиск по патентным и научно-техническим источникам информации позволил установить, что способы оперативного построения кривых деформирования по данным многоканального анализа поверхностных волн о распределении скоростей поверхностных волн в грунтовом разрезе не обнаружены.The search for patent and scientific and technical sources of information made it possible to establish that the methods of prompt construction of deformation curves from the data of multichannel analysis of surface waves on the distribution of surface wave velocities in the soil section were not found.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-2.The proposed method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-2.
На фиг. 1 представлены формы предполагаемых кривых деформирования.FIG. 1 shows the shapes of the assumed deformation curves.
На фиг. 2 представлена схема кривой деформирования с отмеченной точкой линейной аппроксимации модулем деформации для штампа площадью 5000 см2.FIG. 2 shows a diagram of the deformation curve with a marked point of linear approximation by the deformation modulus for a stamp with an area of 5000 cm 2 .
Способ построения кривой деформирования грунта включает следующие этапы.The method for constructing the soil deformation curve includes the following stages.
1. Проведение полевых испытаний неразрушающим волновым методом регистрации поверхностных волн, ориентированным на построение профиля скоростей поверхностных волн методом многоканального анализа поверхностных волн, обработка экспериментальных данных и построение волновых разрезов распределения скоростей поверхностных волн в грунтовом массиве.1. Conducting field tests using a non-destructive wave method for registering surface waves, focused on constructing a profile of surface wave velocities by multichannel analysis of surface waves, processing experimental data and constructing wave sections of the distribution of surface wave velocities in a soil massif.
2. Оценка удельного веса слоев грунта γ, начального модуля сдвига G0 при малых деформациях, коэффициента корреляции k и модуля деформации Е для штампа площадью 5000 см2 согласно известному способу оценки модуля деформации грунта по скорости поверхностной волны [Патент №2704074 «Способ оценки модуля деформации грунта»];2. Evaluation of the specific gravity of soil layers γ, the initial shear modulus G 0 at small deformations, the correlation coefficient k and the deformation modulus E for a stamp with an area of 5000 cm 2 according to the known method for evaluating the modulus of soil deformation by the surface wave velocity [Patent No. 2704074 "Method for evaluating the modulus soil deformation "];
3. Задание отношения r модуля деформации Е для штампа площадью 5000 см2 к упругому модулю деформации Еупр для штампа площадью 5000 см2 и расчет упругого модуля деформации Еупр по формуле (1);3. Setting the ratio r of the deformation modulus E for a stamp with an area of 5000 cm 2 to the elastic modulus of deformation E control for a stamp with an area of 5000 cm 2 and calculating the elastic modulus of deformation E control according to the formula (1);
4. Определение скорости продольной волны Vp при полевых испытаниях или ее расчет при динамическом коэффициенте Пуассона νдин, задаваемом по таблице Г.1 [Прил. Г, СП 23.13330.2018 «Основания гидротехнических сооружений»], по формуле (2);4. Determination of the velocity of the longitudinal wave V p during field tests or its calculation with the dynamic Poisson's ratio ν dyn , specified in Table D.1 [App. G, SP 23.13330.2018 "Foundations of hydraulic structures"], according to the formula (2);
5. Оценка удельного сцепления с и угла внутреннего трения ϕ грунта по формулам (3) и (4);5. Evaluation of the specific cohesion with and the angle of internal friction ϕ of the soil by formulas (3) and (4);
6. Оценка бытового давления σбыт на требуемой глубине по формуле (5);6. Assessment of household pressure σ life at the required depth according to the formula (5);
7. Выбор предпочитаемой формы предполагаемой кривой деформирования (фиг. 1): гиперболической или экспоненциальной;7. Choice of the preferred shape of the expected deformation curve (Fig. 1): hyperbolic or exponential;
8. Расчет предельного девиаторного напряжение σдев,пр по формуле (6);8. Calculation of the ultimate deviatoric stress σ dev, pr according to the formula (6);
9. Графическое построение предполагаемой кривой деформирования (рис. 2) по формуле (7) или (8) в зависимости от выбранной формы кривой деформирования;9. Graphical construction of the expected deformation curve (Fig. 2) according to the formula (7) or (8) depending on the selected shape of the deformation curve;
10. После построения кривой деформирования рекомендуется проведение линейной аппроксимации полученной кривой деформирования модулем деформации Ешт = Е для штампа площадью 5000 см2 с координатами (εшт; σшт) (рис. 2), рассчитываемыми по формулам (9) и (10).10. After constructing the deformation curve, it is recommended to carry out a linear approximation of the obtained deformation curve by the deformation modulus E pc = E for a stamp with an area of 5000 cm 2 with coordinates (ε pc ; σ pc ) (Fig. 2), calculated by formulas (9) and (10) ...
Построение предполагаемой кривой деформирования может выполняться на основе одной из двух моделей аппроксимации вида σдев = ƒ(ε1) результатов испытаний на трехосное сжатие: или гиперболической, или экспоненциальной. Выбор модели определяется личными предпочтениями, т.к. разница между ними минимальна и выражается разных формах графиков (фиг. 1). Гиперболическая модель предложена в работе [Kondner, R. L. Hyperbolic Stress-Strain Response: Cohesive Soils // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. 1963. Vol. 89, is. 1. P. 115-144] и является основой для известных моделей упрочняющегося грунта и упрочняющегося грунта с малыми деформациями. Экспоненциальная модель, предложенная впервые авторами изобретения, получена в результате применения метода скоростных уравнений первого порядка [Handy, R. L. First-Order Rate Equations in Geotechnical Engineering // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2002. Vol. 128, Iss. 5. P. 416-425.] для обработки результатов испытаний на трехосное сжатие. Для выполнения построения и по гиперболической, и по экспоненциальной моделям, в качестве входных параметров требуются упругий модуль деформации по ветви первичного нагружения и предельное девиаторное напряжений. Гиперболическая и экспоненциальная модели незначительно отличаются только формой кривой.The construction of the assumed deformation curve can be performed on the basis of one of two approximation models of the form σ dev = ƒ (ε 1 ) of the triaxial compression test results: either hyperbolic or exponential. The choice of model is determined by personal preference, since the difference between them is minimal and is expressed in different forms of graphs (Fig. 1). The hyperbolic model is proposed in [Kondner, RL Hyperbolic Stress-Strain Response: Cohesive Soils // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. 1963. Vol. 89, is. 1. P. 115-144] and is the basis for well-known models of hardening soil and hardening soil with small deformations. The exponential model, proposed for the first time by the authors of the invention, was obtained as a result of applying the method of first-order rate equations [Handy, RL First-Order Rate Equations in Geotechnical Engineering // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2002. Vol. 128, Iss. 5. P. 416-425.] For processing the results of triaxial compression tests. To construct both the hyperbolic and exponential models, the elastic modulus of deformation along the primary loading branch and the limiting deviatoric stress are required as input parameters. Hyperbolic and exponential models differ insignificantly only in the shape of the curve.
Упругий модуль деформации (максимальный касательный модуль деформации) предлагается оценивать с помощью коэффициента отношения r модуля деформации к упругому модулю деформации по ветви первичного нагружения. На основе результатов [Антипов В.В., Офрихтер В.Г. Развитие неразрушающих методов предварительной геотехнической оценки грунтовых оснований // Вестник МГСУ, 2018. Т. 13, №12 (123). С. 1448-1473] полевых испытаний штампами (таблица), определено, что данный коэффициент r находится в интервале 0,59-0,86 и в большинстве случаев наиболее близок к величине 0,65.The elastic deformation modulus (maximum tangential deformation modulus) is proposed to be estimated using the coefficient of the ratio r of the deformation modulus to the elastic deformation modulus along the primary loading branch. Based on the results [VV Antipov, VG Ofrikhter. Development of non-destructive methods for preliminary geotechnical assessment of soil foundations // Vestnik MGSU, 2018. V. 13, No. 12 (123). S. 1448-1473] field tests with stamps (table), it is determined that this coefficient r is in the range of 0.59-0.86 and in most cases is closest to the value of 0.65.
Предельное девиаторное напряжение предлагается определять по известной формуле (6) для модели упрочняющегося грунта [Schanz Т., Vermeer P.A., Bonnier P.G., The Hardening-Soil Model: Formulation and Verification // Brinkgreve R. B. J. (eds.), Beyond 2000 in Computational Geotechnics. Balkema: Rotterdam, 1999. Pp. 281-290].The ultimate deviatorial stress is proposed to be determined by the well-known formula (6) for the model of hardening soil [Schanz T., Vermeer P.A., Bonnier P.G., The Hardening-Soil Model: Formulation and Verification // Brinkgreve R. B. J. (eds.), Beyond 2000 in Computational Geotechnics. Balkema: Rotterdam, 1999. Pp. 281-290].
Оценку удельного сцепления и угла внутреннего трения предлагается производить с использованием скорости поверхностной волны, по формулам (3) и (4), предложенным авторами настоящего изобретения на основе корреляционных зависимостей из рекомендаций [Аникин О.П., Горшенин Ю.В. Методические рекомендации по определению состава, состояния и свойств грунтов сейсмоакустическими методами. Москва: Изд. ЦНИИС, 1985. 65 с.].It is proposed to evaluate the specific adhesion and the angle of internal friction using the surface wave velocity, according to formulas (3) and (4), proposed by the authors of the present invention on the basis of correlation dependences from the recommendations [Anikin OP, Gorshenin Yu.V. Methodical recommendations for determining the composition, state and properties of soils by seismoacoustic methods. Moscow: Publishing house. TsNIIS, 1985. 65 p.].
Использование предложенного способа построения кривой деформирования грунта позволяет оперативно и недорого оценить физико-механические характеристики каждого слоя грунта, построить предполагаемую кривую деформирования грунта и произвести оценку геотехнической ситуации площадки объекта нового строительства / реконструкции неразрушающим методом.The use of the proposed method for constructing the soil deformation curve makes it possible to quickly and inexpensively evaluate the physical and mechanical characteristics of each soil layer, construct the expected soil deformation curve and assess the geotechnical situation of the site of the new construction / reconstruction facility using a non-destructive method.
Claims (43)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106566A RU2728739C1 (en) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | Method of constructing a curve of soil deformation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106566A RU2728739C1 (en) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | Method of constructing a curve of soil deformation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2728739C1 true RU2728739C1 (en) | 2020-07-30 |
Family
ID=72085817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020106566A RU2728739C1 (en) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | Method of constructing a curve of soil deformation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728739C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115201450A (en) * | 2022-06-23 | 2022-10-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | Prototype time and deformation calculation method for geotechnical centrifugal model test |
| CN116186825A (en) * | 2022-11-29 | 2023-05-30 | 清华大学 | Shear wall design method and device based on graph node classification graph neural network |
| CN117470612A (en) * | 2023-11-13 | 2024-01-30 | 天津大学 | Method for preparing centrifuge model test soil layer based on soil grading curve |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2192006C2 (en) * | 1999-12-14 | 2002-10-27 | Липецкий государственный технический университет | Method and apparatus for determining physicomechanical properties of ground layer preferably of low and average density |
| RU2343448C2 (en) * | 2007-01-11 | 2009-01-10 | Евгений Николаевич Хрусталев | Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed |
| RU2446251C1 (en) * | 2010-08-16 | 2012-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Method and device to test soils with static and dynamic load |
| RU2565390C2 (en) * | 2013-12-03 | 2015-10-20 | Евгений Николаевич Хрусталёв | Method for determining gravity pressure and coefficients of general lateral pressure and general relative lateral distortion of soil and peat ground |
| RU2704074C1 (en) * | 2019-02-11 | 2019-10-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of estimating soil deformation module |
-
2020
- 2020-02-11 RU RU2020106566A patent/RU2728739C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2192006C2 (en) * | 1999-12-14 | 2002-10-27 | Липецкий государственный технический университет | Method and apparatus for determining physicomechanical properties of ground layer preferably of low and average density |
| RU2343448C2 (en) * | 2007-01-11 | 2009-01-10 | Евгений Николаевич Хрусталев | Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed |
| RU2446251C1 (en) * | 2010-08-16 | 2012-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Method and device to test soils with static and dynamic load |
| RU2565390C2 (en) * | 2013-12-03 | 2015-10-20 | Евгений Николаевич Хрусталёв | Method for determining gravity pressure and coefficients of general lateral pressure and general relative lateral distortion of soil and peat ground |
| RU2704074C1 (en) * | 2019-02-11 | 2019-10-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of estimating soil deformation module |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости, Москва, Стандартинформ, 2012. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115201450A (en) * | 2022-06-23 | 2022-10-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | Prototype time and deformation calculation method for geotechnical centrifugal model test |
| CN115201450B (en) * | 2022-06-23 | 2023-04-07 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | Prototype time and deformation calculation method for geotechnical centrifugal model test |
| CN116186825A (en) * | 2022-11-29 | 2023-05-30 | 清华大学 | Shear wall design method and device based on graph node classification graph neural network |
| CN116186825B (en) * | 2022-11-29 | 2023-10-31 | 清华大学 | Shear wall design method and device based on graph node classification graph neural network |
| CN117470612A (en) * | 2023-11-13 | 2024-01-30 | 天津大学 | Method for preparing centrifuge model test soil layer based on soil grading curve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2728739C1 (en) | Method of constructing a curve of soil deformation | |
| Shrivastava et al. | Physical modeling of shear behavior of infilled rock joints under CNL and CNS boundary conditions | |
| Reuter et al. | A process-based approach to estimate point snow instability | |
| Hashash et al. | Recent advances in non-linear site response analysis | |
| Hao et al. | Numerical analysis of blast-induced stress waves in a rock mass with anisotropic continuum damage models part 1: equivalent material property approach | |
| CN106896410B (en) | The method of the deformation modulus and brittleness index of rock is explained using Sonic Logging Data | |
| Chen et al. | Investigation of hydraulic fracture propagation using a post-peak control system coupled with acoustic emission | |
| Escribano et al. | Changing anisotropy of G0 in Hostun sand during drained monotonic and cyclic loading | |
| Ziotopoulou et al. | Cyclic strength of Ottawa F-65 sand: Laboratory testing and constitutive model calibration | |
| Feng et al. | A nonlinear approach for time-dependent settlement analysis of a single pile and pile groups | |
| Modoni et al. | Effects of compaction on the seismic performance of embankments built with gravel | |
| RU2704074C1 (en) | Method of estimating soil deformation module | |
| CN107290799A (en) | A kind of determination method of rock compressibility | |
| Menzies et al. | Near-surface site characterisation by ground stiffness profiling using surface wave geophysics | |
| Loginov et al. | Experimental and theoretical method for determining mechanical characteristics of soils under dynamic loads | |
| Hammam et al. | On the evaluation of pre-consolidation pressure of undisturbed saturated clays | |
| Consoli et al. | Numerical analysis of pressuremeter tests and its application to the design of shallow foundations | |
| Yu | James K. Mitchell Lecture. In situ soil testing: from mechanics to interpretation | |
| Vadim et al. | Transition factor between elastic and deformation moduli for dispersive soils | |
| Vlcek et al. | Comparative analysis of dynamic methods for earthwork controlling | |
| Hadala | Evaluation of empirical and analytical procedures used for predicting the rigid body motion of an earth penetrator | |
| Antipov et al. | Correlation between wave analysis data and data of plate load tests in various soils | |
| Rybak et al. | Acoustic wave velocity tests in newly constructed concrete piles | |
| Beesley et al. | Variability of soil stress-strain non-linearity for use in MSD analyses evaluated using databases of triaxial tests on fine-grained soils | |
| Cudny et al. | Modelling tunnelling-induced deformation in stiff soils with a hyperelastic–plastic anisotropic model |